發(fā)布時間：2020-05-13 11:22

【摘要】：為實現(xiàn)空間磁矢量傳感器檢測空間磁場的準確度,降低三個方向上磁交叉干擾是必要的。本文基于MEMS技術(shù)和隔離技術(shù)設(shè)計一種低交叉干擾空間磁矢量傳感器,該傳感器以單晶硅片為襯底,在器件層上制作四個立體結(jié)構(gòu)硅磁敏三極管(SMST1、SMST2、SMST3和SMST4)和兩個霍爾磁場傳感器(HM1和HM2)。采用SMST1、SMST3與兩個負載電阻構(gòu)成第一對差分結(jié)構(gòu)作為第一個磁敏感單元,可實現(xiàn)x方向磁場分量(B_x)檢測;由SMST2、SMST4與兩個負載電阻構(gòu)成第二對差分結(jié)構(gòu)作為第二個磁敏感單元,可實現(xiàn)y方向磁場分量(B_y)檢測;HM1和HM2的霍爾輸出端串聯(lián)輸出作為第三個磁敏感單元,可實現(xiàn)z方向磁場分量(B_z)檢測。基于傳感器基本結(jié)構(gòu),采用TCAD-Atlas軟件構(gòu)建了低交叉干擾空間磁矢量傳感器結(jié)構(gòu)仿真模型,并進行傳感器磁敏感特性、磁靈敏度交叉干擾及其溫度特性仿真研究,結(jié)合仿真結(jié)果利用L-Edit軟件設(shè)計傳感器芯片版圖。利用MEMS工藝完成低交叉干擾空間磁矢量傳感器芯片制作,并實現(xiàn)芯片無磁化封裝。在室溫條件下,采用自搭建傳感器特性測試系統(tǒng)分別對低交叉干擾空間磁矢量傳感器中硅磁敏三極管的I_c-V_(ce)特性、三個方向磁場傳感器磁敏特性、磁交叉靈敏度特性和溫度特性進行測試和分析。實驗結(jié)果表明,磁場在-300.0 mT~300.0 mT范圍內(nèi),當工作電壓為5.0 V,基極注入電流為3.0 mA時,三個方向磁場傳感器磁靈敏度分別為229.9 mV/T、207.4 mV/T和197.2 mV/T,磁交叉干擾低于6.3%�？臻g磁矢量傳感器利用隔離墻有效降低了三個方向上磁靈敏度交叉干擾。
【圖文】：

場 z 方向分量（Bz）測量，并且磁場傳感器輸出電壓，進而提高互影響，會產(chǎn)生磁交叉靈敏度[敏感單元進行隔離，，降低交叉現(xiàn)狀用科學(xué)大學(xué)在《IEEE Transacti器和磁通導(dǎo)向器（FG，F(xiàn)luxg量傳感器結(jié)構(gòu)。所有元器件集當施加 0.4V 的峰-峰激發(fā)電壓 V/T，240 .0V/T 和 220 .0V/T度處于 3.0 和 9.0 nT/Hz 之間

a） b）圖 1-2 單橋 GMR 磁力計結(jié)構(gòu)[17]) GMR 薄膜和磁導(dǎo)的布局 b) 單橋傳感器結(jié)構(gòu)圖. 1-2 Structure of a single-bridge GMR magnetometeMR thin film and fluxguide b) single-bridge senso應(yīng)用科學(xué)大學(xué)在《Journal of Applied Physi維磁力計由三個 GMR 傳感器和圓柱形 FG 1-3 所示。當施加平行表面磁場，無 FG 時V/T、128.0V/T 和 133.0V/T，有 FG 時，三80.0V/T 和 188.0V/T，但施加垂直平面磁場0 V/T、66.0 V/T 和 56.0 V/T。
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 趙曉鋒,田鳳軍,溫殿忠;采用MEMS制作新型硅磁敏三極管特性研究[J];傳感器技術(shù);2004年09期

2 楊征;半導(dǎo)體工藝流程和器件的輔助設(shè)計與仿真軟件[J];電子與電腦;2004年Z1期

3 溫殿忠,穆長生,趙曉峰;采用MEMS技術(shù)制造硅磁敏三極管[J];傳感器技術(shù);2001年05期

本文編號：2661879